[發明專利]區塊鏈網絡中確定區塊的共識的方法、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 201811110802.2
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN110943838A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 曹鋒;馬占鋒;戚曉冬;楊寅;呂浩進
• 申請（專利權）人: 上海派鏈信息科技有限公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/06;H04L1/18;H04L12/18;H04L29/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;馬明月

本公開的實施例提供了區塊鏈網絡中確定區塊的共識的方法、設備和存儲介質。在示例方法中，在區塊鏈網絡中的主節點處廣播區塊。主節點從區塊鏈網絡中的多個后備節點接收對區塊的多個投票。多個投票中的每個投票包括由相應后備節點使用相應的私鑰生成的預定大小的相應簽名。主節點基于多個后備節點的多個簽名來生成預定大小的聚合簽名，并且廣播聚合簽名以及指示這些后備節點的位圖。以此方式，可以顯著提高共識確定的效率。

技術領域

本公開的實施例總體上計算機技術領域，并且更具體地，涉及區塊鏈網絡中確定區塊的共識的方法、設備和存儲介質。

背景技術

實用拜占庭容錯(PBFT)算法是一種常用的區塊鏈共識算法。利用此算法，可以減輕惡意攻擊和軟件錯誤以及由此導致的失效節點的任意行為，對共識達成效率的不利影響。根據PBFT算法，多個節點組成共識組。在共識組中，一個節點作為主節點(或者領導者)，而其他節點作為后備節點(或者驗證者)。當主節點接收到來自客戶端的請求之后，將該請求廣播給后備節點，從而發起共識確定過程。

傳統上，基于PBFT算法的共識確定過程包括如下五個階段：請求(REQUEST)階段、預準備(PRE-PREPARE)階段、準備(PREPARE)階段和確認(COMMIT)階段和應答(REPLY)階段，其中預準備階段、準備階段和確認階段是三個關鍵的階段。在預準備階段，主節點提出一個新記錄(或區塊)，并且在共識組中廣播預準備消息。在準備階段，后備節點在驗證了預準備消息的正確性之后廣播準備消息，從而進入準備階段。在確認階段，一旦節點接收到來自共識組內三分之二以上的副本節點的準備消息，該節點就在共識組中廣播確認消息。最后，主節點等待來自三分之二以上的節點的確認消息，以確保足夠多數目的節點做出確認決定。在共識組中，針對客戶端的請求執行的共識確定過程是按順序執行的。也就是說，共識組中的各個節點按照請求發起的先后順序來執行共識確定。

上述PBFT算法可以應用于區塊鏈網絡中區塊的共識確定過程中。例如，主節點可以在區塊鏈網絡中廣播待確認的區塊。后備節點在接收到區塊后對區塊進行投票。后備節點可以在區塊鏈網絡中廣播其自己的投票。主節點確定是否三分之二以上的后備節點投了贊成票，并且可以將確認結果廣播出去。根據PBFT算法，主節點和后備節點的每次通信采用廣播形式，這在區塊鏈網絡中造成了大量的通信開銷。

發明內容

總體上，本公開的實施例提出了區塊鏈網絡中確定區塊的共識的方法、設備和存儲介質。

在第一方面，本公開的實施例提供了一種確定區塊的共識的方法。在該方法中，在區塊鏈網絡中的主節點處廣播區塊。主節點從區塊鏈網絡中的多個后備節點接收對區塊的多個投票。多個投票中的每個投票包括由相應后備節點使用相應的私鑰生成的預定大小的相應簽名。主節點基于多個后備節點的多個簽名來生成預定大小的聚合簽名，并且廣播聚合簽名以及指示這些后備節點的位圖。

在第二方面，本公開的實施例提供了一種確定區塊的共識的方法。在該方法中，在區塊鏈網絡中的后備節點處接收由區塊鏈網絡中的主節點廣播的區塊。后備節點向主節點發送投票。投票包括使用后備節點的私鑰生成的后備節點的預定大小的簽名。后備節點接收由主節點廣播的預定大小的聚合簽名。聚合簽名由主節點基于區塊鏈網絡中的多個后備節點的預定大小的簽名而生成。后備節點還接收由主節點廣播的指示這些后備節點的位圖。后備節點使用這些后備節點的公鑰來驗證聚合簽名。

在第三方面，本公開的實施例提供了一種用于確定區塊的共識的設備。該設備包括處理器以及包括存儲于其上的計算機可執行指令的存儲器。計算機可執行指令在被處理器執行時使得設備執行根據第一方面或第二方面所述的方法。

在第四方面，本公開的實施例提供了一種計算機可讀存儲介質，包括存儲于其上的計算機可執行指令。計算機可執行指令在被設備上的處理器執行時，使得設備執行根據第一方面或第二方面所述的方法。